Solids: eigenschappen, structuur, dichtheid en voorbeelden

Solid aangeduid die stoffen die in staat zijn tot het vormen van het lichaam en hebben een volume.Uit vloeistoffen en gassen, worden ze onderscheiden door hun vorm.De vaste stoffen behoudt de vorm van het lichaam als gevolg van het feit dat de deeltjes kunnen vrij bewegen.Ze verschillen in hun dichtheden, plasticiteit, elektrische geleidbaarheid en kleur.Ze hebben ook andere eigenschappen.Bijvoorbeeld, de meeste van deze stoffen worden gesmolten tijdens het verwarmen, het verwerven van de vloeibare aggregatietoestand.Een aantal van hen in het verwarmingssysteem direct omgezet in gas (subliem).Er zijn ook mensen die ontleden met andere stoffen.

Soorten vaste

Alle vaste stoffen werden verdeeld in twee groepen.

amorfe, waarin de afzonderlijke deeltjes chaotisch.Met andere woorden, ze niet duidelijk (bepaald) structuur.De vaste stoffen kunnen smelten in een bepaalde voorgeschreven temperatuurinterval.De meest voorkomende hiervan zijn glas en hars.
Crystal, die op hun beurt onderverdeeld in 4 types: atoom, moleculaire, ionische, metallic.De partikels bevinden zich slechts in een bepaald patroon, namelijk de roosterpunten.De geometrie in verschillende stoffen kunnen sterk variëren.

kristallijne vaste amorfe prevaleren boven in aantallen.

vormen van kristallijne vaste stoffen

In bijna alle vaste stoffen hebben een kristallijne structuur.Zij verschillen in hun structuur.In hun kristallijne bevatten rooster locaties verschillende deeltjes en chemicaliën.Het is in overeenstemming met hen, en zij kregen hun namen.Elk type heeft een karakteristieke eigenschap:

In atomaire kristalrooster van de vaste deeltjes worden verbonden door een covalente binding.Het is onderscheiden voor zijn duurzaamheid.Hierdoor dergelijke stoffen hebben een hoog smeltpunt en kookpunt.Dit type omvat kwarts en diamant.
In moleculair rooster binding tussen de deeltjes wordt gekenmerkt door zijn zwak.Stoffen van dit type worden gekenmerkt door eenvoudige koken en smelten.Ze verschillen volatiliteit door die een bepaalde geur.Dergelijke vaste stoffen omvatten ijs suiker.Beweging van moleculen in vaste stoffen van dit type worden gekenmerkt door hun activiteit.
De ionische kristalrooster locaties alternatieve bijbehorende deeltjes, positief en negatief geladen.Zij worden gehouden door elektrostatische aantrekking.Dit type rooster bestaat in basen, zouten, basic oxides.Vele dergelijke stoffen zijn in water oplosbaar.Door heel sterke binding tussen de ionen ongevoelig.Bijna allemaal hebben ze geen geur, omdat ze worden gekenmerkt door niet-volatiliteit.Stoffen met ionische rooster niet in staat zijn om elektriciteit te voeren, omdat hun samenstelling geen vrije elektronen.Een typisch voorbeeld van een ionische vaste stof - zout.Zo'n kristalrooster geeft het bros.Dit komt door het feit dat elk van de offset afstotende krachten ionen veroorzaken.
De metallische kristalrooster locaties aanwezig zijn ionen alleen chemicaliën positief geladen.Tussen hen zijn er vrije elektronen, waardoor een lange pass thermische en elektrische energie.Daarom anders metalen zoals eigenschap zoals geleidbaarheid.

Algemene begrippen van vaste

vaste stoffen en stoffen - het is bijna hetzelfde.Deze termen verwezen naar een van de vier toestanden van aggregatie.Solids een stabiele vorm en aard van de thermische beweging van de atomen.De laatste maakt kleine schommelingen in de buurt van het evenwicht posities.Deel van de wetenschap dat de samenstelling en de interne structuur bestudeert, een zogenaamde solid-state physics.Er zijn andere belangrijke gebieden van kennis die dergelijke stoffen.De wijziging in de vorm onder het externe optreden en de beweging riep solide mechanica.

Vanwege de verschillende eigenschappen van vaste stoffen, zijn zij gebruikt in diverse technische middelen, door de mens.Meestal liggen op het gebruik eigenschappen zoals hardheid, volume, gewicht, elasticiteit, plasticiteit en brosheid.De moderne wetenschap worden gebruikt, en andere kwaliteit van vaste stoffen die worden gedetecteerd alleen in het laboratorium.

Wat kristallen

kristallen - een vast lichaam die in een bepaalde volgorde deeltjes.Elk heeft zijn eigen chemische structuur.Het atomen driedimensionaal periodieke stapeling genoemd rooster.De vaste stoffen hebben verschillende symmetriestructuur.De kristallijne toestand van de vaste stof wordt geacht resistent, omdat het een minimale hoeveelheid potentiële energie.

overgrote deel van vaste stoffen (natuurlijke) bestaat uit een groot aantal willekeurig georiënteerde afzonderlijke korrels (kristallieten).Dergelijke stoffen worden polykristallijne genoemd.Deze omvatten technische legeringen en metalen, evenals veel stenen.Monokristallijn zogenaamde single natuurlijke of synthetische kristallen.

De meeste van deze stoffen worden gevormd uit de vloeibare fase, vertegenwoordigd door smelt of oplossing.Soms worden ze afgeleid van een gasvormige toestand.Dit proces staat bekend als kristallisatie.Dankzij de wetenschappelijke en technische vooruitgang van de teelt procedure (synthese) van verschillende stoffen in de handel verkrijgbaar.Het merendeel van de kristallen heeft een natuurlijke vorm in de vorm van regelmatige veelvlakken.Hun afmetingen variëren sterk.Dus, kan natuurlijk kwarts (bergkristal) wegen tot honderden kilo, en diamanten - tot enkele gram.

In amorfe vaste stoffen, atomen zijn voortdurend in fluctuatie rond willekeurig gelegen punten.Ze redde enkele korte-afstands orde, maar geen lange afstand.Dit is omdat hun moleculen zijn op een afstand die kan worden vergeleken met hun grootte.De meest voorkomende in ons leven voorbeeld van een dergelijke vaste glasachtige toestand.Amorfe materialen zijn vaak behandeld als een oneindig vloeistof met viscositeit.Time kristallisatie soms zo groot, dat zich niet manifesteert.Het

bovengenoemde eigenschappen van deze stoffen maakt hen uniek.Amorfe vaste stoffen worden als onstabiel, de tijd kan naar de kristallijne toestand.

moleculen en atomen die stevige make-up, verpakt met een hoge dichtheid.Zij praktisch hun relatieve positie te behouden ten opzichte van andere deeltjes en worden samengehouden door intermoleculaire interacties.De afstand tussen de moleculen van een vaste stof in verschillende gebieden van het kristalrooster parameter naam.De structuur van de materie en de symmetrie bepalen een aantal eigenschappen, zoals e-zone, splitsing en optica.Bij blootstelling aan vaste voldoende grote kracht kunnen deze eigenschappen meer of minder overtreden.In deze solide geeft in blijvende vervorming.

atomen vaste oscilleren, wat te wijten is aan het bezit van thermische energie.Omdat ze verwaarloosbaar, kunnen ze alleen onder laboratoriumomstandigheden worden waargenomen.De moleculaire structuur van vaste grote invloed op de eigenschappen.

studie van vaste stoffen

Kenmerken, eigenschappen van deze materialen, de kwaliteit en de beweging van deeltjes worden bestudeerd door verschillende onderafdelingen van Solid State Physics.

voor de studie: radio spectroscopie, structuuranalyse met röntgenstraling en andere methoden.Dus de studie van de mechanische, fysische en thermische eigenschappen van vaste stoffen.Hardheid, stressbestendigheid, treksterkte, fasentransformaties studie materiaalkunde.Overlapt grotendeels met de fysica van vaste stoffen.Er is een andere belangrijke moderne wetenschap.Een studie van de bestaande en synthetiseren van nieuwe stoffen gehouden vaste stof chemie.

Kenmerken vaste

aard van de beweging van de buitenste elektronen van atomen vaste bepaalt veel van zijn eigenschappen, zoals elektrische.Er zijn 5 klassen van dergelijke organen.Ze zijn ingesteld op basis van de aard van de atomen:

Ion, waarvan het belangrijkste kenmerk is de kracht van elektrostatische aantrekking.De functies: reflectie en absorptie van licht in het infrarode gebied.Bij lage temperaturen ionische binding wordt gekenmerkt door lage geleidbaarheid.Een voorbeeld van een dergelijke stof is een natriumzout van zoutzuur (NaCl).
Covalent door een elektronenpaar, dat tot twee atomen gedragen.Dergelijke communicatie is verdeeld in: enkele (eenvoudige), twee- en driepersoonskamers.Deze namen de aanwezigheid van elektronenparen (1, 2, 3).Dubbele en driedubbele bindingen zijn veelvouden genoemd.Er is een scheiding van de groep.Dus afhankelijk van de verdeling elektronendichtheid is geïsoleerd polaire en niet-polaire binding.Het eerste is opgebouwd uit verschillende atomen, en het tweede - hetzelfde.Dergelijke solid state, waarvan voorbeelden - een ruit (C) en silicium (Si), gekenmerkt door de dichtheid.De meeste vaste kristallen specifiek de covalente binding.
metaal gevormd door het combineren van de valentie elektronen atomen.Daardoor is er een totaal elektronenwolk, die beweegt onder invloed van een elektrische spanning.De metalen band is wanneer de binding atomen lang gevormd.Dat zij in staat elektronen te doneren.Veel metalen en complexe verbindingen van de obligatie gevormde vaste toestand van de materie.Voorbeelden: natrium, barium, aluminium, koper, goud.Omwille van niet-metalen verbindingen zijn de volgende: AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8.Stoffen met een metalen vatting (metalen) zijn divers in fysische eigenschappen.Zij kunnen vloeibaar (Hg), mild (Na, K) zijn zeer hard (W, Nb).
Molecular optreedt in de kristallen die worden gevormd door de individuele moleculen van de stof.Het wordt gekenmerkt tussenruimten tussen moleculen met nul elektronendichtheid.De krachten die de atomen in dergelijke kristallen binden aanzienlijk.Tegelijkertijd moleculen tot elkaar slechts zwakke intermoleculaire aantrekking.Daarom is de verbinding tussen hen gemakkelijk vernietigd door verhitting.De verbindingen tussen de atomen samenvouwen veel moeilijker.De moleculaire band is verdeeld in oriëntatie, dispersie en inductie.Een voorbeeld van een dergelijke stof is een vaste stof methaan.
waterstof die optreedt tussen de positief gepolariseerde atomen van het molecuul of een deel daarvan en negatief gepolariseerd kleinste deeltje van een molecuul of anderzijds.Deze relaties kunnen worden toegeschreven ijs.

eigenschappen van vaste stoffen

Wat doen we vandaag kennen?Wetenschappers zijn het bestuderen van de eigenschappen van de vaste toestand van de materie.Bij blootstelling aan temperatuurveranderingen, en het is.De overgang van de lichaamsvloeistof heet smelten.De transformatie van vaste naar de gasvormige toestand heet sublimatie.Door verlaging van de temperatuur van kristallisatie van de vaste stof.Sommige stoffen onder invloed van de aan de kou amorfe fase.Dit proces heet vitrificatie wetenschappers.

In overgangen fase veranderen de interne structuur van vaste stoffen.De grootste order verkrijgt de temperatuur wordt verlaagd.Bij atmosferische druk en een temperatuur T & gt;0 Door elke stof bestaan in de natuur, stollen.Alleen helium, die nodig zijn voor de kristallisatie druk van 24 atm is, is een uitzondering op deze regel.

solid state geeft het een andere fysieke eigenschappen.Ze beschrijven het specifieke gedrag van de lichamen onder invloed van bepaalde velden en krachten.Deze eigenschappen zijn onderverdeeld in groepen.Er zijn 3 manieren om de impact, de overeenkomstige 3 soorten energie (mechanische, thermische, elektromagnetische).Bijgevolg zijn er 3 groepen van hen fysische eigenschappen van vaste stoffen:

mechanische eigenschappen in verband met de stress en spanning van de lichamen.Deze criteria zijn onderverdeeld in vaste elastische, rheologische, kracht en techniek.In rust houdt het lichaam zijn vorm, maar het kan variëren onder invloed van een externe kracht.Op hetzelfde moment plastische vervorming (aanvankelijke verschijning wordt niet geretourneerd), elastische (terug naar de oorspronkelijke vorm) of destructieve (wanneer een bepaalde drempel verval / fout) zijn.Geef je mening over deze inspanningen te beschrijven elasticiteitsmoduli.Solid weerstaat niet alleen druk, spanning, maar verschuift, torsie en buiging.De kracht van een vast lichaam is zijn eigendom geroepen om de vernietiging te weerstaan.
thermische geopenbaard onder invloed van thermische velden.Een van de belangrijkste eigenschappen - de smelttemperatuur waarmee het lichaam overgaat in een vloeibare toestand.Opgemerkt wordt in kristallijne vaste stoffen.Amorfe stoffen hebben een latente warmte van fusie, omdat ze de overgang naar de vloeibare toestand wanneer de temperatuur stijgt langzaam.Bij het bereiken van een bepaalde warmte amorfe lichaam verliest zijn elasticiteit en wordt plasticiteit.Deze staat betekent het bereiken van hun glasovergangstemperatuur.Bij verhitting, de vervorming van het vaste lichaam.Bovendien is het vaak vergroot.Kwantitatief wordt deze aandoening gekenmerkt door een bepaalde factor.De lichaamstemperatuur beïnvloedt de mechanische eigenschappen zoals vloeibaarheid, flexibiliteit, hardheid en duurzaamheid.
Elektromagnetische in verband met blootstelling aan vaste microdeeltjes en de stroom van elektromagnetische golven van de hoge stijfheid.Deze omvatten proeftijd en stralingseigenschappen.

band structuur

vaste stoffen en de zogenaamde band structuur.Bijvoorbeeld, waaronder onderscheiden:

geleiders, gekenmerkt doordat de zone van de geleiding en valentie banden overlappen.Dus de elektronen kunnen bewegen daartussen, waarbij de kleinste energie.Voor dirigenten zijn alle metalen.Bij het aanvragen van een dergelijk orgaan om een potentiaalverschil opgewekte elektriciteit (met dank aan het vrije verkeer van elektronen tussen de punten met de laagste en high potential).
Diëlektrica gebieden die elkaar niet overlappen.De intervals tussen meer dan 4 eV.Om elektronen te vervoeren van de valentie zone aan de voortdurende behoefte aan meer energie.Door dergelijke eigenschappen diëlektrica praktisch niet-geleidend.
Semiconductors, gekenmerkt door de afwezigheid van de geleiding en valentie.Het interval ertussen kleiner dan 4 eV.Om elektronen te dragen van de valentie zone aan de voortdurende behoefte minder energie dan diëlektrica.Pure (niet-gelegeerd en eigen) halfgeleiders slechte stroom wordt doorgegeven.

beweging van moleculen in vaste stoffen, bepalen hun elektromagnetische eigenschappen.

Andere eigenschappen

Vaste stoffen zijn verdeeld en de magnetische eigenschappen.Er zijn drie groepen:

diamagnetische materialen waarvan de eigenschappen afhangen beetje aan de temperatuur of de aggregatietoestand.
paramagnetische resulterende oriëntatie van geleidingselektronen en magnetische momenten van de atomen.Volgens Curie, hun gevoeligheid neemt evenredig met de temperatuur.Aldus bij 300 K, is 5/10.
lichaam besteld magnetische structuren met een lange-afstands orde van atomen.In de knooppunten van het rooster periodiek gerangschikt deeltjes met magnetische momenten.Deze vaste stoffen en stoffen die veelvuldig in verschillende sferen van menselijke activiteit.

hardste stof in de natuur

Wat zijn ze?De dichtheid van vaste stoffen bepalen grotendeels hun hardheid.In de afgelopen jaren hebben wetenschappers ontdekt diverse materialen die beweren te zijn "de meest duurzame lichaam."Stevigste - deze Fuller (kristalmoleculen van de fullereen), die ongeveer 1,5 maal harder dan diamant.Helaas, het is momenteel alleen beschikbaar in zeer kleine hoeveelheden.

Tegenwoordig zijn de meeste vaste stof, die vervolgens kan worden gebruikt in de industrie - lonsdalite (zeshoekige diamant).Het is 58% harder dan diamant.Lonsdale - allotrope wijziging van koolstof.De kristalstructuur is vergelijkbaar met diamant.Lonsdaleite cel 4 atomen, en een diamant - 8. Van kristallen schaal gebruikt vandaag is de hardste diamant.